7/25/2019 BIOMEMS 1-Notiuni Introductive

1/13

BIOMEMS

Notiuni introductive

Materiale pentru BIOMEMS

7/25/2019 BIOMEMS 1-Notiuni Introductive

2/13

BIOMEMS

Stiintamaterialelor

Biologie

Chimie

Fizica

Medicina

Inginerie

BIOMEMS: Domeniu Interdisciplinar

7/25/2019 BIOMEMS 1-Notiuni Introductive

3/13

MEMS: Sisteme Micro-Electro-Mecanice cu aplicatii in telecomunicatii,

electronice, aeronautica

O clasa de dispozitive si sisteme miniaturale fabricate prin procedee

microtehnologice si nanotehnologice (ex: microlitografia)

Includ microsenzori, microactuatori, sisteme microfluidice, microsisteme

o tice

MEMS-Notiuni introductive

7/25/2019 BIOMEMS 1-Notiuni Introductive

4/13

Stimulator cardiac

Eliberare de medicamente

Polimeri

Organe

Biocipuri

Organic/BiologicAnorganic

Nano-bio

Dispozitive implantabile pentru Diagnostic si Tratament

Tesuturi

Implanturi

BIOMEMS:Sisteme MEMS (Micro-Electro-Mecanice) cu aplicatii biomedicale

BIOMEMS-Notiuni introductive

7/25/2019 BIOMEMS 1-Notiuni Introductive

5/13

Criterii de selectie a materialelor pentru BIOMEMS

Biocompatibilitate/hemocompatibilitate

Proprietati fizico chimice adecvate

Durabilitate si proprietati mecanice adecvate

Functia specifica a dispozitivului

Metoda de sterilizare

Natura mediului fiziologic

Efecte adverse

Considerente economice

7/25/2019 BIOMEMS 1-Notiuni Introductive

6/13

Materiale pentru BIOMEMS

Selectia unui material adecvat este cruciala pentru succesul dispozitivului

BIOMEMS: proprietati mecanice, optice, chimice, electrice si biologice

1. Metalele si aliajele lor

Metale nobile (aur si platina): sunt foarte stabile n medii apoase dar

considerentele economice limiteazutilizarea acestor materiale.

Aluminiu

Crom, titan si platina (dispozitive implantabile)

Nitinol (aliaje cu memoria formei)

Iridiu si platina (proteze neuronale)

Metode de depunere : pulverizare, depunere chimica de vapori, galvanizare

7/25/2019 BIOMEMS 1-Notiuni Introductive

7/13

2. Elemente semiconductoare (Siliciu, Germaniu)

Cel mai utilizat pentru circuite integrate

Proprietatile semiconductoare ale siliciului pot fi modificate

Rezistenta mecanica si stabilitate

Punct de topire ridicat

Structura cristalina dar exista si in forma amorfa

Materiale pentru BIOMEMS

7/25/2019 BIOMEMS 1-Notiuni Introductive

8/13

3. Materiale polimerice: Poli(dimetil siloxan), poli(imide), rasini

epoxidice, parilen, polianilina, polipirol

Poli(dimetil siloxan)

In aplicatii microelectrectronice este folosit ca material de incapsulare

Este caracterizat de o temperatura de tranzitie vitroasa scazuta,

elasticitate ridicata, rezistenta buna la oxidare si coroziune chimica

Materiale pentru BIOMEMS

7/25/2019 BIOMEMS 1-Notiuni Introductive

9/13

Materiale pentru BIOMEMS

Poli (imide)

In aplicatii microelectrectronice sunt utilizate ca materiale de

impachetare pentru senzori datorita biocompatibilitatii si stabilitatii in

medii biologice

Temperatura de tranzitie vitroasa ridicata, rezistenta mecanica buna,

stabilitate chimica si rezistenta la actiunea solventilor, flexibilitate mare

7/25/2019 BIOMEMS 1-Notiuni Introductive

10/13

Materiale pentru BIOMEMS

Rasini epoxidice (SU-8)

Indice de refractie relativ mare

Stabilitate termica si chimica ridicata

Adeziune foarte buna la substrat

Biocompatibilitate

Exista mai multe tipuri de rasini SU-8, care difera prin vascozitate

Formula lichida contine rasina SU-8, un solvent si un materialfotosensibil

Se obtin straturi cu grosime de pana la 2 mm

Senzori si microsisteme tridimensionale, sisteme micro-optice

7/25/2019 BIOMEMS 1-Notiuni Introductive

11/13

Materiale pentru BIOMEMS

Parilen (poli (p-xilen)

Utilizat ca material de acoperire

Poli (p-xilen) C acoperiri de stenturi, dispozitive cardiace, catetere,

instrumente chirurgicale

Biocompatibilitate ridicata (Clasa IV, USP), stabilitate in medii

biologice, inert din punct de vedere chimic

Metoda de depunere: depunere chimica de vapori

Se obtin straturi cu grosime de ordinul zecilor de microni

7/25/2019 BIOMEMS 1-Notiuni Introductive

12/13

Senzori de presiune (monitorizarea presiunii sangvine)

Retina artificiala ( bioretina )

Stimulatorul cardiac

Implantul cohlear

Sisteme de eliberare a medicamentelor ( pompa de insulina )

Microace

Instrumente utilizate in microchirurgie

BIOMEMS-Aplicatii biomedicale

7/25/2019 BIOMEMS 1-Notiuni Introductive

13/13

https://www.youtube.com/watch?v=CNmk-SeM0ZI

Referinte1. Ellis Meng. Biomedical Mycrosystems. CRC press, Taylor &Francis Group

https://www.youtube.com/watch?v=CNmk-SeM0ZIhttps://www.youtube.com/watch?v=CNmk-SeM0ZIhttps://www.youtube.com/watch?v=CNmk-SeM0ZIhttps://www.youtube.com/watch?v=CNmk-SeM0ZIhttps://www.youtube.com/watch?v=CNmk-SeM0ZI